湘中测水煤系沉积古构造特征

湘中测水煤系发育良好,多年来相继进行过调查、普查和勘探,对区内各期造山运动、构造体系划分和煤系分布的关系等均有过不同程度的论述。本文试从构造体系控制含煤建造的观点出发,通过成煤期古构造研究和趋势面分析,来探讨测水煤系发生、发展的特点以及煤层厚度的变化规律。      

趋势面分析在煤田勘查中的应用

本文通过对昆明官渡等勘探区的各种特征的地质变量进行趋势面拟合，结合其它地质因素综合分析，对恢复勘探区古构造，研究沉积环境，圈定富煤带探寻红层侵蚀面展布规律，分析岩浆活动对煤系的影响等等，其应用效果显著。     

基于数字图像测量技术的粉状煤系土微观结构分形特性分析

以武深高速广东段沿线的粉状煤系土为研究对象,利用环境扫描电镜技术(ESEM)获得了不同含水率直剪试验后粉状煤系土剪切面的微观结构SEM图像;结合MATLAB及Image Pro Plus(IPP)软件,对剪切面微观结构特征进行了分析;基于分形理论,建立了煤系土的分形模型,求出了二维空间内煤系土孔隙轮廓分维数、孔隙数量～孔径分布分维数。结果表明:煤系土微观结构多为片状颗粒集合体,接触关系主要为面-面接触和面-边接触;随着含水率的增加,剪切面粗糙度先增加后减小,力学强度参数先增大后减小,转折点在最优含水率附近(10%～15%之间);煤系土微观结构具有明显的分形特征,可用孔隙等效面积-等效周长分形模型、孔隙数量～孔径分布分形模型描述,其分维数介于1～2。     

龙永煤田滑脱断层特征及其控煤作用

龙永煤田中二叠统童子岩组煤系的顶底部广泛发育着一种缓倾角的断裂构造,这种地质构造主要特征之一就是造成地层的缺失,对煤系的赋存影响较大。在福建煤田地质界将其称之为"滑脱断层"。这种断层的发育具一定的层位性,在剖面上沿多个固定的层位顺层发育,上下叠置,相互平行、成组出现。发育层位从老至新主要有:栖霞组灰岩与下伏上泥盆系-石炭系之间的F_0下断层;二叠统栖霞组灰岩和童子岩组煤系间的F₀断层;童子岩组煤系一段与三段直接的F₀₁断层;童子岩组煤系与上二叠统屏山组之间的F₀₂断层;翠屏山组与下三叠统溪口组的F₀₃断层等滑脱断层。龙永煤田滑脱断层的成因机制为:在晚古生代,存在一些大背斜,并且在印支期进一步隆升,造成岩层重力不稳定趋势;岩层从高处向低处脱离有个力学性质软弱面;外来的触发因素如地震、火山喷发等促使岩层从高处向低处滑动;由于断层发育的层位不同,其对煤系的影响作用也不同。若发育于煤系的底部,对煤系起破坏作用,不利于地质找煤。若发育于煤系的顶部,则对煤系起保护作用,使煤系的埋藏相对变浅,利于深部找煤。      

煤系正断层带影响下的煤层瓦斯赋存规律

渭北煤田多变形运动期和多组构造叠加孕育出的煤系断层带对煤层瓦斯赋存产生重要影响。采用地质分析、COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟和现场数据监测相结合的方法,分析煤系正断层带的应力分布特征及断层之间相互作用关系,研究煤系正断层带影响下的煤层渗透率变化特征,模拟正断层带形成后的瓦斯运移状态和浓度分布情况,基于瓦斯含量和瓦斯涌出量监测结果进一步分析得到煤层瓦斯赋存规律。研究结果表明：煤系断层带的应力集中主要分布在煤层断层面上,应力降产生在岩层、煤层及各断层面交汇点处;煤系断层带影响区域的煤层渗透率由大到小依次为：断层面、区域平均值、断层上盘、断层下盘;随模拟时间增加,煤层瓦斯浓度逐渐减小,煤系正断层带内部地堑、地垒、阶梯状断层瓦斯浓度降低速率略大于两侧边界断块,瓦斯在断层断块内部及正断层带外侧边界表现出明显的积聚特性;煤系正断层带内部瓦斯含量和回采期间回风流瓦斯体积分数平均值分别为2.592 1 m³/t、0.224 0%,断层带外部边界两侧平均值分别为4.480 2 m³/t、0.454 9%,表明煤系正断层带两侧形成新的瓦斯...     

含水率对煤系土抗剪强度的影响

煤系土具有遇水软化的特点,强度随含水率的增加急剧下降。以分布在广州－梧州高速公路沿线的煤系土为研究对象,在分析其物理特性的基础上,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态煤系土试样的抗剪强度,分析了含水率对煤系土抗剪强度的影响,并提出了实际工程中处治煤系土的建议。研究结果表明：煤系土抗剪强度与起始含水率具有明显的相关关系,且起始含水率越大,抗剪强度越小。随着含水率的增大,煤系土黏聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性。当含水率小于某一值时,煤系土黏聚力随含水率增大变化幅度较小;当含水率高于该值后,煤系土黏聚力随含水率增大急剧降低,凝聚力对数与含水率呈线性关系。含水率变化对煤系土内摩擦角的影响较小,但在含水率增大过程中,煤系土内摩擦角先增后减,具有明显的峰值。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别。深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩。深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩。深湖泥岩胶质 /沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质 /沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势。深湖泥岩的T_max难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别.深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩.深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩.深湖泥岩胶质/沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质/沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势.深湖泥岩的Tmax难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重.     

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩发育环境及控制因素

依据沉积环境控制烃源岩发育理论,研究了琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩的发育环境及主控因素,并建立了研究区崖城组煤系烃源岩的发育模式。崖城组煤系烃源岩主要形成于半咸水、还原-弱还原的扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境和半咸水、弱还原-弱氧化的潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽环境。沉积环境、古气候条件、相对海平面变化以及古构造控制煤系烃源岩的发育,其中沉积环境控制着煤系烃源岩中有机质类型、有机质丰度、显微组分及煤层的厚度,古气候条件提供了煤系烃源岩发育的物质基础,相对海平面变化影响着煤系烃源岩的展布及保存条件,古构造则是聚煤盆地形成、演化的主要控制因素。崖城组煤系烃源岩有两种发育模式,一是在扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境中水体的还原性起主导作用,二是在潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽中高生物生产率起主导作用。     

煤系叠合型气藏及其勘探开发技术模式

煤系叠合型气藏是含煤地层煤系气特有的关键成藏类型,煤系叠合型气藏的发现、勘探开发实践与研究探索为我国煤系非常规天然气勘探开发提供了新领域和新思路。提出并阐述煤系叠合型气藏的概念、主要类型、发育特征和赋存分布,探讨煤系叠合型气藏的形成条件、成藏过程、成藏模式,揭示其形成机理,重点讨论2种主要类型煤系叠合型气藏的地质适配性勘探开发技术模式,分析前瞻了煤系叠合型气藏在煤系气勘探开发中的应用。研究表明:我国发育(分流)河道砂体与煤层接触型(华北型)、煤层?砂岩–泥岩互层型(华南型)、煤层–砂岩–泥岩互层夹砂砾岩型(东北型)3类煤系叠合型气藏,分布赋存分别以华北地区山西组、华南地区龙潭组和东北地区城子河组为代表;沉积作用是煤系叠合型气藏的关键主控地质因素,三角洲沉积体系的泥炭沼泽、分流河道、支流间湾的沉积微相组合为煤系叠合型气藏的有利沉积相序组合;煤层为主的叠置复合储层结构和岩性圈闭是煤系叠合型气藏的重要特征,统一的含气系统和压力梯度一致是其本质特征;含煤段煤层/砂岩/页岩不同类型储层间发生能量物质传递和平衡、煤层气/致密砂岩气/页岩气间运移和相态转化是煤系叠合型气藏形成的主要机理,喜马拉雅期是华北地区山西组煤系叠合型气藏成藏关键期;高分辨率地震岩相解释识别气藏与虚拟产气层合层开发是华北型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的关键特征,“层段优选、小层射孔、分段压裂、投球分压、合层排采”构成华南型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的核心内涵。这些技术模式已得到应用并将为我国煤系气共探共采和深层煤层气高效开发提供重要支持。      

邯邢煤田晚古生代煤系层序地层及岩相古地理研究

以沉积学、层序地层学理论和方法为指导,以野外实测剖面资料为基础,结合野外露头、钻井岩心、测井资料,宏观分析与微观研究相结合,并结合华北盆地其它地区的研究成果,探讨了邯邢煤田煤系层序特征,在此基础上,以层序为单位编制岩相古地理图,结果表明:邯邢煤田煤系划分为四个层序,结合盆地分析,层序类型、海泛面及沉积体系域发育特征,以层序为单元分析岩相古地理演化,邯邢煤田煤系从中石炭世开始沉积到早二叠世,主要经历了潮坪、浅水三角洲沉积环境的演化过程。     

宁阳煤田滑动构造的类型及成因分析

宁阳煤田存在以石炭二叠纪煤系与奥陶系之间的假整合面为主滑面以及煤系中若干次级滑面共同组成的多级滑动体系、类似的滑动构造在鲁西诸煤田中普遍发育。本文探讨了其成因类型，对煤系中发育的各种小型滑动构造进行了系统分类研究，论述了其构造特征及形成机理。     

煤系热解参数及其与有机碳的相关性

通过对煤系热解参数之间及其与有机碳含量的研究,分析了煤系热解参数与有机碳的关系,认为煤系热解参数及有机碳含量变化范围均较宽,不同热解参数之间具有一定的相关性。Ｓ１、Ｓ２和Ｓ１＋Ｓ２与有机碳具正相关关系,基本可以用于评价有机质丰度。热解类型指数Ｓ２／Ｓ３、氢指数、氧指数和Ｓ３明显地受有机碳的影响,尤其Ｓ２／Ｓ３受到的影响更为明显,这样就影响有机质类型的评价。给出了各参数间的相关关系式,这对于煤系烃源     

平缓褶皱的趋势面分析举例

趋势面分析应用于构造地质学已有十几年的历史。本文除一般沿用前人的分析方法外,在陈太源同志的启发下,对趋势面分析结果的解释采用了构造力学的理论。一、趋势面分析的数学原理趋势面分析的方法较多,常用的有两种:一是多项式趋势面分析,一是富里叶趋势面(又称调和趋势面)分析。     

煤系气地质调查若干问题思考与探讨

【研究目的】以观念更新带动煤系气地质调查方案出新,以方案出新带动煤系气地质调查突破。【研究方法】回顾煤系气地质调查历程,辨析煤系气基本概念,概述煤系气研究勘查关键进展,进而提出煤系气地质调查建议。【研究结果】（1）中国煤系气地质调查已经历四个探索阶段,迄今尚无关于煤系气资源的全方位系统认识,开展地质调查以摸清家底势在必行。（2）辨析了五个煤系气地质基本概念,为精准定义地质调查边界条件提供参考。（3）概述了四项煤系气研究勘查关键进展,为选择地质调查依据提供参考。（4）提出了五方面地质调查原则性建议,为确定地质调查重点提供参考。【结论】煤系气地质条件特点鲜明,地质调查方案力求针对性,浅部煤系气地质调查以核查工作为主,深部煤系气资源则是调查工作的重中之重。调查深部煤层气资源潜力及其规模性释放价值,建立深部煤储层关键属性预测评价模型。破除单一储层厚度传统约束,关注以薄互层煤系气为重点的超大规模聚集高渗条件。探索改进煤系储层含气量测试规程方法,扩大高可靠性刻度方法应用范围,促进煤系气地质调查向开发效果靠拢。关注先前某些“漏网”盆地煤系气潜力,强化对盆地深部和含煤性较差盆地的潜力调查。     

煤系矿产资源及其发展趋势

煤系中广泛存在与煤炭成因具有紧密联系的多种矿产,按照其特性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产、煤系非金属矿产,其中一些矿产的经济价值甚至远远超过煤炭资源本身。但由于种种因素制约,长期以来忽视了对煤系矿产的综合评价和勘查,造成了资源的巨大浪费。通过对煤系矿产资源概念的厘定、煤系矿产赋存特征及资源分布特征的分析,提出了煤系矿产资源研究及勘查开发方向,为我国煤系矿产资源的综合勘查开发提供基础理论指导。     

鄂尔多斯盆地煤系矿产资源赋存规律研究进展

在资料收集、野外调查及采样、测试分析的基础上,以鄂尔多斯盆地石炭-二叠纪煤系和侏罗纪煤系为目标,开展了煤系矿产资源综合研究。查明了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源发育种类及时空分布特征,划分了煤系矿产资源共生组合类型。从煤系综合矿产形成的原生条件和后期的盆地构造-热演化控制的角度,揭示了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源的赋存规律,建立了煤系矿产耦合成矿模式。评价了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源潜力,估算了鄂尔多斯盆地煤系气和主要矿区煤系镓元素等主要煤系矿产资源量,划分了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源有利区。为矿产地质调查工作部署和勘查选区提供科学依据和技术支撑。     

海陆过渡相地层有机质纳米孔成因及地质意义——以鄂尔多斯盆地东部山西组为例

海陆过渡相煤系地层已经发现丰富的非常规天然气资源。本文以鄂尔多斯盆地东部山西组煤系地层为例,通过开展微观特征分析及物理模拟实验,查明山西组主要孔隙类型为有机质孔隙、残余原生孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、黏土矿物层间孔,认为黏土矿物层间孔和有机质纳米孔隙是页岩储集空间与常规砂岩储层的显著区别;山西组煤系地层广泛发育的有机质纳米孔,经过模拟实验认为形成于早期液态烃裂解气,随着原油沥青化,气泡被固化在沥青条带中形成纳米孔隙;集中发生在晚侏罗世至早白垩世末的异常热事件控制了裂解气生成的强度和范围,在此过程中沥青化产生的有机质纳米孔大幅度提高煤系地层非常规气储集空间和资源丰度。这一认识对于深入了解山西组煤系地层孔隙结构特征及非常规油气地质评价选区具有重要意义。     

柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序地层及其煤岩变化特征

为揭示陆相盆地成煤沼泽内基准面变化与煤岩组分的关系,应用层序地层学理论和方法,对柴北缘大煤沟矿区侏罗纪煤系层序格架下的煤岩变化规律进行了研究。研究区共识别出区域不整合面、河流下切谷、区域构造应力转换面和地层颜色突变面等9个层序界面;将侏罗纪煤系划分为3个二级层序、8个三级层序。研究区主要煤层(F煤)形成于三级层序SⅢ6湖侵体系域中晚期的废弃辫状河冲积平原之高位沼泽环境,煤岩显微组分以高惰质组(平均57.7%)和低镜质组(平均32.0%)为特征。根据垂向上煤岩显微组分的变化特征,将F煤划分为1个四级层序和5个五级层序。垂向上F煤镜质组含量总体向上呈增加趋势,反映了泥炭沼泽内三级层序SⅢ6湖侵体系域基准面上升速率逐渐加快的动力学背景。      

典型煤系叠合型气藏生产模拟研究——以黔西地区龙潭组为例

【目的】煤系叠合型储层开发过程中储层组合影响了煤系气井的产气效果。煤系叠合型储层层间岩石力学性质和物性差异大，导致流体运移规律相对于单一储层更加复杂。因此，开展数值模拟研究是一种有效的解决方案。【方法】以黔西地区龙潭组典型煤层—砂岩—泥页岩互层型储层为研究对象，考虑叠合型储层的基质收缩效应、有效应力作用及层间流体流动对储层流体运移规律以及渗透率等储层物性参数的影响，建立煤系叠合型气藏流固耦合数学模型，开展煤系气生产数值模拟，分析不同储层组合排采下储层孔隙压力、基质含气量、渗透率等叠合型储层特征参数的演化规律以及层间流动差异对产气效果的影响。【结果】与单层排采相比，（煤+泥页岩）排采、（煤+砂岩）排采、全层段排采下，累计产气量分别提高了1.26倍、1.42倍、1.62倍；四种储层组合排采下均存在层间能量与物质传递；煤、砂岩和泥页岩储层在不同储层组合排采下，储层孔隙压力与传导方向、基质含气量以及渗透率比例均存在明显差异。【结论】全层段的储层组合排采下产气效果最好，砂岩层中游离态甲烷更易产出，有效减弱储层间垂向孔隙压差的影响，更有利于叠合型储层孔隙压力径向传导，促进煤与泥页岩基质中甲烷解吸，...